DE112009000172T5

DE112009000172T5 - Fuel injector and assembly method for it

Info

Publication number: DE112009000172T5
Application number: DE112009000172T
Authority: DE
Inventors: Stephen R. Chillicothe Lewis; Shriprasad Peoria Lakhapati; Christopher D. Washington Hanson; Avinash Edwards Manubolu; Daniel R. Metamora Ibrahim
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2011-01-27
Also published as: US20110147494A1; US20090184185A1; CN103216370B; US8267333B2; CN102084118B; CN103216370A; WO2009094171A3; US7963464B2; WO2009094171A2; CN102084118A

Abstract

Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors (200), mit folgenden Schritten:
Ermitteln eines Zwischenraum-Durchströmungsquerschnitts eines Zwischenraums (282), der zwischen einer Nadel (250) und einer Nadelführung (262) in einer Baugruppe angeordnet ist,
Ermitteln eines Durchlass-Durchströmungsquerschnitts einer Platte (270), die einen darin ausgebildeten Durchlass (284) aufweist,
Abstimmen der Baugruppe mit der Platte (270) zum Erhalten einer aufeinander abgestimmten Gruppe von Bauteilen, derart, dass ein Verhältnis des Durchströmungsquerschnitts des Zwischenraums (282) der Baugruppe und des Durchströmungsquerschnitts des Durchlasses (284) der Platte (270) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und
Zusammenbauen des Kraftstoffinjektors (200), der die Baugruppe und die Platte (270) enthält, die zu der aufeinander abgestimmten Gruppe gehören.Method for assembling a fuel injector (200), comprising the following steps:
Determining an inter-space flow area of a gap (282) disposed between a needle (250) and a needle guide (262) in an assembly,
Determining an aperture flow area of a plate (270) having a passage (284) formed therein,
Tuning the assembly to the plate (270) to obtain a matched group of components such that a ratio of the flow area of the assembly (282) and the flow area of the passage (284) of the disk (270) is within a predetermined range , and
Assembling the fuel injector (200) containing the assembly and the plate (270) associated with the matched group.

Description

Technisches GebietTechnical area

Diese Patentoffenbarung betrifft allgemein Kraftstoffinjektoren für Motoren mit innerer Verbrennung, und insbesondere Kraftstoffinjektoren, die in Verbindung mit Hochdruck-Common-Rail-Kraftstoffversorgungen verwendet werden.These Patent disclosure generally relates to fuel injectors for engines with internal combustion, and in particular fuel injectors, which in conjunction with high pressure common rail fuel supplies be used.

Hintergrundbackground

Kraftstoffinjektoren werden zum Einspritzen gesteuerter Kraftstoffmengen in eine Verbrennungskammer eines Motors mit innerer Verbrennung verwendet. Typische Kraftstoffinjektoren enthalten einen Körper oder ein Gehäuse, der oder das einen oder mehrere Aktuatoren enthält, die zum Betätigen von Ventilen angeordnet sind, die Kraftstoff mit einem hohen Druck aus dem Injektor und in den Motor leiten. Genauer bildet ein typisches Injektorgehäuse eine Nadelkammer, die an einem distalen Ende des Injektors angeordnet ist und bei einer „Düse” endet. Für Motoren mit direkter Einspritzung ragt die Düse im Allgemeinen zumindest teilweise in die Verbrennungskammer des Motors hinein. Die Düse bildet mehrere Düsenöffnungen aus, die zum Einspritzen oder Sprühen von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff aus der Nadelkammer in die Verbrennungskammer ausgebildet sind.fuel injectors are used to inject controlled amounts of fuel into a combustion chamber used in an internal combustion engine. Typical fuel injectors contain a body or a housing, the one or more actuators containing one or more actuators for actuating valves are arranged, the fuel with a high pressure from the injector and into the engine. More specifically, a typical injector housing forms a needle chamber, which is arranged at a distal end of the injector and at a "nozzle" ends. For engines with direct injection, the nozzle generally projects at least partly into the combustion chamber of the engine. The nozzle forms several orifices for injecting or spraying pressurized fluid Fuel from the needle chamber is formed in the combustion chamber are.

Ein Kraftstoffstrom durch die Düsenöffnungen wird mittels eines Nadel- oder Rückschlagventils gesteuert, das zum Ausführen einer Hin- und Herbewegung in der Nadelkammer angeordnet ist. Ein typisches Nadelventil kann selektiv zum Zuführen von Kraftstoff aus der Nadelkammer zu gewünschten Zeitpunkten und für gewünschte Zeitdauern betätigt werden. Die zeitliche Steuerung der Einspritzvorgänge oder Nadelventilbetätigungen kann von Faktoren wie der Betriebsdrehzahl des Motors abhängen. Die Dauer jeder Einspritzung hängt häufig zumindest teilweise von der pro Verbrennungshub des Motors erwünschten Kraftstoffmenge oder, anders gesagt, von der Ausgangsleistung des Motors ab.One Fuel flow through the nozzle openings is controlled by a needle or check valve, that to run a reciprocating motion is arranged in the needle chamber. One typical needle valve may be selective for supplying fuel from the Needle chamber at desired times and for desired Time periods are pressed. The timing of injections or needle valve actuations may depend on factors such as the operating speed of the engine. The duration every injection depends often at least partially desired by the per combustion stroke of the engine Fuel quantity or, in other words, the output power of the Motors off.

Im Hinblick auf strengere Anforderungen hinsichtlich Emissionen und eines Kraftstoffverbrauchs ist es erforderlich, dass Kraftstoffinjektoren mit höheren Einspritzdrücken und einer höheren Genauigkeit arbeiten.in the With regard to stricter requirements regarding emissions and Fuel consumption requires that fuel injectors with higher Injection pressures and a higher one Accuracy work.

ZusammenfassungSummary

Es sind ein Kraftstoffinjektor und ein Montageverfahren für denselben offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Ermitteln verschiedener Durchströmungsquerschnitte, die in Zwischenräumen oder Öffnungen vorhanden sind, die in Bauteilen des Injektors ausgebildet sind. Die Injektorbauteile werden basierend auf ihren jeweiligen Durchströmungsquerschnitten derart klassifiziert, dass Gruppen von Bauteilen ausgewählt werden können, die gewünschte Durchströmungsquerschnittseigenschaften für eine Montage des Kraftstoffinjektors aufweisen. Demzufolge weisen die hierin offenbarten Ausführungsformen von Kraftstoffinjektoren die verschiedenen, sich auf die Leistungsfähigkeit auswirkenden Steuerungszwischenräume und -öffnungen auf, die zum Ermöglichen einer separaten Klassifizierung der verschiedenen Bauteile an separaten Bauteilen ausgebildet sind.It are a fuel injector and an assembly method for the same disclosed. The method involves determining different ones Flow cross sections, the in between spaces or openings are present, which are formed in components of the injector. The injector components are based on their respective flow cross sections classified so that groups of components are selected can, the desired flow cross-sectional properties for a montage having the fuel injector. Accordingly, those herein disclosed embodiments of fuel injectors the different, on the performance impacting control gaps and openings on that to enable a separate classification of the different components on separate Components are formed.

Gemäß einem Aspekt beschreibt die Offenbarung ein Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors. Zunächst wird ein Zwischenraum-Durchströmungsquerschnitt einer Baugruppe ermittelt, die eine in einer Nadelführung angeordnete Nadel enthält, und die Baugruppe wird basierend auf dem Zwischenraum-Durchströmungsquerschnitt klassifiziert. Ferner wird ein Durchlass-Durchströmungsquerschnitt einer Platte mit einem darin ausgebildeten Durchlass ermittelt, und die Platte wird ebenfalls basierend auf dem Durchlass-Durchströmungsquerschnitt klassifiziert. Eine Baugruppe wird basierend auf ihrem Durchströmungsquerschnitt zum Zusammenwirken mit dem Durchlass-Durchströmungsquerschnitt einer Platte und Erhalten einer aufeinander abgestimmten Gruppe von Bauteilen ausgewählt. Die jeweiligen Durchströmungsquerschnitte jeder aufeinander abgestimmten Gruppe werden derart ausgewählt, dass ein Verhältnis des Zwischenraumquerschnitts zu dem Durchlass-Durchströmungsquerschnitt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Anschließend wird ein Kraftstoffinjektor unter Verwendung der aufeinander abgestimmten Gruppe zusammengebaut.According to one Aspect describes the disclosure a method of assembling a Fuel injector. First becomes a space flow cross section an assembly determined, the one arranged in a needle guide Needle contains, and the assembly is based on the gap flow cross section classified. Furthermore, a passage-flow cross-section a plate with a passage formed therein, and the plate is also based on the passage flow area classified. An assembly is based on its flow area for cooperating with the passage flow cross-section of a plate and obtaining a matched group of components selected. The respective flow cross sections each matched group will be selected such that a relationship of the space cross section to the passage flow area within a predetermined range. Subsequently, will a fuel injector using the matched Group assembled.

Gemäß einem anderen Aspekt beschreibt die Offenbarung einen Kraftstoffinjektor, der ein Gehäuse mit einem Dreiwege-Zweipositions-(3-2)-Ventil aufweist. Das 3-2-Ventil weist eine erste Öffnung, die fluidmäßig mit einer zweiten Öffnung verbunden ist, wenn sich das Ventil in einer ersten Position befindet, und eine dritte Öffnung auf, die fluidmäßig mit der ersten Öffnung verbunden ist, wenn sich das Ventil in einer zweiten Position befindet. Eine Nadelführung bildet eine Führungsöffnung, die einen Führungsteil der Nadel aufnimmt, wobei zwischen denselben ein Zwischenraum festgelegt ist. Eine zweite Platte bildet eine Bohrungsöffnung, die benachbart zu der Nadelführung angeordnet ist, derart, dass die Bohrungsöffnung mit der Führungsöffnung ausgerichtet ist. Eine erste Platte bildet einen ersten Durchlass, der in Fluidverbindung mit der ersten Öffnung des 3-2-Ventils steht. Die erste Platte ist auf der zweiten Platte gestapelt und umgibt eine Steuerungskammer, die eine Schließhydraulikfläche der Nadel benetzt. Die Steuerungskammer erstreckt sich zwischen der Schließhydraulikfläche, der Bohrungsöffnung in der zweiten Platte und der ersten Platte, derart, dass die Steuerungskammer fluidmäßig durch den ersten Durchlass und den Zwischenraum zugänglich ist.In another aspect, the disclosure describes a fuel injector having a housing with a three-way two-position (3-2) valve. The 3-2 valve has a first opening fluidly connected to a second opening when the valve is in a first position and a third opening fluidly connected to the first opening when the valve is in a second position. A needle guide forms a guide aperture which receives a guide portion of the needle with a gap defined therebetween. A second plate defines a bore opening disposed adjacent to the needle guide such that the bore opening is aligned with the guide opening. A first plate defines a first passage in fluid communication with the first port of the 3-2 valve. The first plate is stacked on the second plate and surrounds a control chamber which wets a closing hydraulic surface of the needle. The control chamber extends between the closing hydraulic surface, the bore opening in the second Plate and the first plate, such that the control chamber is fluidly accessible through the first passage and the gap.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist ein Querschnitt eines Kraftstoffinjektors gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung. 1 FIG. 10 is a cross-sectional view of a fuel injector according to a first embodiment of the disclosure. FIG.

2 ist ein detaillierter Querschnitt des in 1 gezeigten Kraftstoffinjektors. 2 is a detailed cross section of the in 1 shown fuel injector.

3 ist ein Querschnitt eines Teils einer zweiten Ausführungsform eines Kraftstoffinjektors gemäß der Offenbarung. 3 FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion of a second embodiment of a fuel injector according to the disclosure. FIG.

4 ist ein Querschnitt eines Teils einer dritten Ausführungsform eines Kraftstoffinjektors gemäß der Offenbarung. 4 FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion of a third embodiment of a fuel injector according to the disclosure. FIG.

5 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors gemäß der Offenbarung. 5 FIG. 10 is a flowchart for a method of assembling a fuel injector according to the disclosure. FIG.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Die vorliegende Offenbarung betrifft Kraftstoffinjektoren zur Verwendung in Motoren mit innerer Verbrennung. Motoren mit innerer Verbrennung enthalten mehrere Verbrennungszylinder, die sich hin und her bewegende Kolben enthalten. Die sich hin und her bewegenden Kolben komprimieren zyklisch ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff, das unter Abgabe von Leistung verbrennt, die während eines Expansionshubs jeden Kolben verschiebt. Der Kolben wird anschließend während eines Kontraktionshubs zurück in den Verbrennungszylinder geschoben, und der Prozess wiederholt sich während des Betriebs des Motors. Diese Hin- und Herbewegung der Kolben, die über Verbindungsstangen mit einer Kurbelwelle verbunden sind, wird in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt. Moderne Motoren weisen Kraftstoffinjektoren auf, die während des Betriebs des Motors zu vorbestimmten Zeiten Kraftstoff direkt in jeden Verbrennungszylinder einspritzen. Solche Motoren können ferner ein Kraftstoffförderungs- und/oder -druckbeaufschlagungssystem enthalten, das zu jedem Injektor mit Druck beaufschlagten Kraftstoff liefert. Typischerweise ist jeder Verbrennungszylinder des Motors einem jeweiligen Kraftstoffinjektor zugeordnet, der zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder angeordnet ist.The The present disclosure relates to fuel injectors for use in engines with internal combustion. Engines with internal combustion contain several combustion cylinders that move back and forth Pistons included. Compress the reciprocating pistons cyclically a mixture of air and fuel, with release of Burns performance during of an expansion stroke shifts each piston. The piston is then during a Contraction hubs back pushed into the combustion cylinder, and the process repeated while the operation of the engine. This reciprocation of the pistons, the above Connecting rods are connected to a crankshaft, in converted a rotational movement of the crankshaft. Modern engines exhibit Fuel injectors on during the operation of the engine at predetermined times fuel directly inject into each combustion cylinder. Such motors can also a fuel production and / or pressurization system included with each injector supplied with pressurized fuel. Typically is each combustion cylinder of the engine is a respective fuel injector assigned to inject fuel into the combustion cylinder is arranged.

Die verschiedenen Ausführungsformen von Kraftstoffinjektoren, die hierin beschrieben sind, sind in Verbindung mit Kraftstoffinjektoren zur Verwendung mit einer Hochdruck-Common-Rail-(engl.: high pressure common rail, HPCR)-Kraftstoffversorgung beschrieben, es ist jedoch offensichtlich, dass die beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren bei anderen Arten von Kraftstoffinjektoren breite Anwendung finden. Beispielsweise kann der offenbarte Kraftstoffinjektor bei Hybridkraftstoffversorgungen eingesetzt werden, die zum Erhöhen des Einspritzdrucks des eingespritzten Kraftstoffs ein Betätigungsfluid, Kraftstoff oder Öl verwenden. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich der Erläuterung und sollen nicht als beschränkend aufgefasst werden.The various embodiments Fuel injectors described herein are in communication with fuel injectors for use with a high pressure common rail (Engl. high pressure common rail, HPCR) fuel supply, however, it is obvious that the devices described and methods for other types of fuel injectors wide Find application. For example, the disclosed fuel injector be used in hybrid fuel supplies that increase the Injection pressure of the injected fuel, an actuating fluid, fuel or oil use. The embodiments described herein are for illustration only the explanation and are not meant to be limiting be understood.

1 zeigt einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines Kraftstoffinjektors 100. Ein detaillierterer Querschnitt des Kraftstoffinjektors 100 ist in 2 gezeigt. Der Injektor 100 enthält im Allgemeinen einen Gehäuse- oder Steuerungsteil 102, der ein Dreiwege-Zweipositions-(3-2)-Venitl 104 enthält, einen Verlängerungsteil 106 und einen Einspritzungsteil 108. Der Steuerungsteil 102 ist so gezeigt, dass er nahe bei einem oberen oder einem ersten distalen Ende 101 des Injektors 100 angeordnet ist. Elektrische Verbinder (nicht gezeigt) können elektrische Steuerungssignale zu einem Aktuator oder Solenoid 110 übertragen, der oder das einen mit einem Teller 114 verbundenen Kern 112 betreibt. Eine Tellerstange 116 und der Kern 112 sind so angeordnet, dass sie sich in einer axialen Richtung bewegen, wenn das Solenoid 110 erregt wird. Die Tellerstange 116, die in Verbindung mit dem Teller 114 arbeitet, ermöglicht eine Wirkung des 3-2-Ventils 104 zum fluidmäßigen Verbinden einer ersten Öffnung 118 mit einer zweiten Öffnung 120, wenn sich der Kern 112 wie in 2 gezeigt in einer ersten oder deaktivierten Position befindet. Die Tellerstange 116 und der Teller 114 arbeiten, um die erste Öffnung 118 durch Bewegen des Kerns 112 in eine zweite oder aktivierte Position fluidmäßig mit einer dritten Öffnung 122 zu verbinden. 1 shows a cross section of a first embodiment of a fuel injector 100 , A more detailed cross section of the fuel injector 100 is in 2 shown. The injector 100 generally includes a housing or control part 102 who has a three-way two-position (3-2) -Vititl 104 contains, an extension part 106 and an injection part 108 , The control part 102 is shown to be near an upper or a first distal end 101 of the injector 100 is arranged. Electrical connectors (not shown) may provide electrical control signals to an actuator or solenoid 110 Transfer the one or the other with a plate 114 connected core 112 operates. A rack bar 116 and the core 112 are arranged so that they move in an axial direction when the solenoid 110 is excited. The rack bar 116 that in conjunction with the plate 114 works, allows an effect of the 3-2 valve 104 for fluidly connecting a first opening 118 with a second opening 120 if the core 112 as in 2 shown in a first or deactivated position. The rack bar 116 and the plate 114 work to the first opening 118 by moving the core 112 to a second or activated position fluidly with a third opening 122 connect to.

Der Verlängerungsteil 106 enthält eine Einlassschnittstelle 124 für mit Druck beaufschlagten Kraftstoff, die für eine Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Leitung angeordnet ist, die mit einer Common Rail oder einem Reservoir (nicht gezeigt) verbunden ist, das während eines Betriebs Kraftstoff mit einem hohen Druck oder einem Zufuhrdruck enthält. Der Einspritzungsteil 108 enthält eine Kegelmutter 126, die zum Ausbilden eines inneren Ablaufkanals 128 schraubbar mit dem Verlängerungsteil 106 verbunden ist. Eine oder mehrere in der Kegelmutter 126 ausgebildete Ablauföffnungen 130 (zwei sind gezeigt) sind zum Leiten von Kraftstoff mit einem niedrigen Druck oder einem Rückführdruck aus dem Injektor 100 zu einem (nicht gezeigten) Kraftstoffreservoir angeordnet. Die Ablauföffnungen 130 sind über (nicht gezeigte) Ablaufkanäle, die in dem Verlängerungsteil 106 ausgebildet sind, fluidmäßig mit der dritten Öffnung 122 des 3-2-Ventils 104 verbunden.The extension part 106 contains an inlet interface 124 pressurized fuel arranged for connection to a conduit (not shown) connected to a common rail or reservoir (not shown) that contains fuel at a high pressure or supply pressure during operation. The injection part 108 contains a cone nut 126 for forming an internal drainage channel 128 screwable with the extension part 106 connected is. One or more in the cone nut 126 trained drain holes 130 (two are shown) are for directing fuel at a low pressure or a return pressure from the injector 100 to a fuel reservoir (not shown). The drainage holes 130 are via drainage channels (not shown) in the extension part 106 are formed, fluidly with the third opening 122 of the 3-2 valve 104 connected.

Die Kegelmutter 126 bildet ferner an ihrem distalen Ende eine Düsenöffnung 132 aus. Ein allgemein zylindrisches Nadelgehäuse 134 bildet einen Düsenteil 136 aus, der sich zum Festlegen eines zweiten distalen Endes 133 des Injektors 100 von der Düsenöffnung 132 erstreckt. Ein Federkammerteil 138 des Nadelgehäuses 134 befindet sich in dem inneren Ablaufkanal 128 der Kegelmutter 126. Die Düse 136 bildet mehrere Düsenöffnungen 140 aus, die zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines (nicht gezeigten) Motors während eines Betriebs angeordnet ist.The cone nut 126 also forms on her distal end of a nozzle opening 132 out. A generally cylindrical needle housing 134 forms a nozzle part 136 which sets out to define a second distal end 133 of the injector 100 from the nozzle opening 132 extends. A spring chamber part 138 of the needle housing 134 is located in the inner drainage channel 128 the cone nut 126 , The nozzle 136 forms several nozzle openings 140 which is arranged to inject fuel into a combustion chamber of an engine (not shown) during operation.

Aus den Düsenöffnungen 140 eingespritzter Kraftstoff befindet sich während eines Betriebs auf oder nahe an dem Zufuhrdruck und füllt eine Nadelkammer 142, die im Inneren des Düsenteils 136 festgelegt ist. Eine Federkammer 144 ist in dem Federkammerteil 138 festgelegt und steht in Fluidverbindung mit der Nadelkammer 142. Die Nadelkammer 142 und die Federkammer 138 stehen über einen Zufuhrdruckkanal 146 in direkter Fluidverbindung mit der Kraftstoffeinlassschnittstelle 124. Die Federkammer 144 steht ebenfalls in Fluidverbindung mit einem Längszufuhrdruckkanal 148, der sich zwischen der Federkammer 138, durch den Verlängerungsteil 106 und zu der zweiten Öffnung 120 des 3-2-Ventils 104 erstreckt.From the nozzle openings 140 injected fuel is at or near the supply pressure during operation and fills a needle chamber 142 that are inside the nozzle part 136 is fixed. A spring chamber 144 is in the spring chamber part 138 and is in fluid communication with the needle chamber 142 , The needle chamber 142 and the spring chamber 138 Stand over a supply pressure channel 146 in direct fluid communication with the fuel inlet interface 124 , The spring chamber 144 is also in fluid communication with a longitudinal supply pressure channel 148 that is between the spring chamber 138 , through the extension part 106 and to the second opening 120 of the 3-2 valve 104 extends.

Eine Nadel 150 mit einem Nadelsitzteil 152 und einem Führungsteil 154 ist zumindest teilweise in dem Nadelgehäuse 134 untergebracht.A needle 150 with a needle seat part 152 and a guide part 154 is at least partially in the needle housing 134 accommodated.

Der Ventilsitzteil 152 der Nadel 150 kontaktiert den Düsenteil 136 des Nadelgehäuses 134 derart, dass die Nadelöffnungen 140 fluidmäßig von der Nadelkammer 142 getrennt sind, wenn sich die Nadel 150 in der geschlossenen oder deaktivierten Position befindet. Eine Feder 156 und ein Haltering 158 sind innerhalb der Federkammer 144 angeordnet und umgeben einen Abschnitt des Führungsteils 154 der Nadel 150. Die Feder 156 kann zwischen einem an der Nadel 150 ausgebildeten Vorsprung 160 und einer Nadelführung oder einem Nadelführungsblock 162, die oder der innerhalb der Kegelmutter 126 an dem Nadelgehäuse 134 anliegen, teilweise zusammengedrückt werden, wenn sich die Nadel 150 in der geschlossenen Position befindet. Der Nadelführungsblock 162 bildet eine Längsführungsöffnung 164 aus, die den Führungsteil 154 der Nadel 150 umgibt und dichtend, jedoch gleitfähig, in Eingriff nimmt.The valve seat part 152 the needle 150 contacts the nozzle part 136 of the needle housing 134 such that the needle openings 140 fluidly from the needle chamber 142 are separated when the needle 150 is in the closed or deactivated position. A feather 156 and a retaining ring 158 are inside the spring chamber 144 arranged and surround a portion of the guide part 154 the needle 150 , The feather 156 can be between one on the needle 150 trained lead 160 and a needle guide or a needle guide block 162 that or inside the cone nut 126 on the needle housing 134 abut, be partially compressed when the needle 150 is in the closed position. The needle guide block 162 forms a longitudinal guide opening 164 out, which is the lead part 154 the needle 150 surrounds and sealing, but lubricious, engages.

Eine zweite Platte oder eine Abstandshalterplatte 166, die eine sich durch dieselbe erstreckende Bohrung 168 ausbildet, ist derart über dem Führungsblock 162 gestapelt, dass die Bohrung 168 mit der Längsführungsöffnung 164 ausgerichtet ist. Es ist offensichtlich, dass die Abstandshalterplatte 166 zwei zusätzliche Durchgangsöffnungen 169 ausbildet, die jeweils teilweise die Zufuhrdruckkanäle 146 und 148 festlegen. Eine erste Platte oder eine Durchlassplatte 170 ist innerhalb der Kegelmutter 126 über der Abstandshalterplatte 166 gestapelt. Die Durchlassplatte 170 bildet ebenfalls zwei Durchgangsöffnungen 174 aus, die jeweils teilweise die Zufuhrdruckkanäle 146 und 148 festlegen.A second plate or a spacer plate 166 which has a bore extending therethrough 168 is so above the leader block 162 stacked that hole 168 with the longitudinal guide opening 164 is aligned. It is obvious that the spacer plate 166 two additional passages 169 each partially forming the supply pressure channels 146 and 148 establish. A first plate or a passage plate 170 is inside the cone nut 126 over the spacer plate 166 stacked. The passage plate 170 also forms two passage openings 174 each partially the supply pressure channels 146 and 148 establish.

Eine Steuerungskammer 176 ist lateral innerhalb der Bohrung 168 der Abstandshalterplatte 166 festgelegt. Die Steuerungskammer 176 erstreckt sich axial zwischen der Durchlassplatte 170 und einer Schließhydraulikfläche 178, die gegenüber dem Ventilsitzteil 152 derselben an einem distalen Ende der Nadel 150 festgelegt ist. Das Volumen der Steuerungskammer 176 ändert sich, wenn sich die Nadel 150 in dem Nadelgehäuse 134 longitutinal bewegt. Die Steuerungskammer 176 steht über eine zweite oder Zufuhrdrucköffnung oder einen Durchlass 180, die oder der in der Durchlassplatte 170 ausgebildet ist, fluidmäßig mit der Nadelkammer 142 in Verbindung. Die zweite Öffnung 180 verbindet die Steuerungskammer 176 fluidmäßig mit einer Kraftstoffquelle, die sich auf dem Zufuhrdruck befindet, in diesem Fall mit dem Längszufuhrdruckkanal 148. Während eines Betriebs ist die Steuerungskammer 176 zum Aufnehmen von Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck über die zweite Öffnung 180 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen kann ein zwischen dem Führungsteil 154 der Nadel 150 und der Führungsöffnung 164 des Nadelführungsblocks 162 festgelegter Zwischenraum 182 ebenfalls der Steuerungskammer 176 Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck zuführen, beispielsweise aus der Nadelkammer 142. Der Zwischenraum 182 kann sich weiter zum Bereitstellen eines Durchströmungswegs für ein Fluid, das zwischen denselben durchtritt, in die Steuerungskammer 176 zwischen dem Führungsteil 154 der Nadel 150 und der Bohrung 168 der Abstandshalteplatte 166 erstrecken.A control chamber 176 is lateral within the hole 168 the spacer plate 166 established. The control chamber 176 extends axially between the passage plate 170 and a closing hydraulic surface 178 , opposite the valve seat part 152 the same at a distal end of the needle 150 is fixed. The volume of the control chamber 176 changes when the needle 150 in the needle housing 134 longitutinal moves. The control chamber 176 is above a second or supply pressure port or passage 180 that or in the passage plate 170 is formed, fluidly with the needle chamber 142 in connection. The second opening 180 connects the control chamber 176 fluidly with a fuel source that is at the supply pressure, in this case with the longitudinal supply pressure channel 148 , During operation, the control chamber is 176 for receiving fuel at the delivery pressure via the second port 180 arranged. In some embodiments, a between the guide part 154 the needle 150 and the guide hole 164 of the needle guide block 162 fixed space 182 also the control chamber 176 Feed fuel to the supply pressure, for example from the needle chamber 142 , The gap 182 may continue to provide a flow path for a fluid passing between them into the control chamber 176 between the guide part 154 the needle 150 and the hole 168 the spacer plate 166 extend.

Eine erste oder Rückführdrucköffnung oder ein Durchlass 184 ist in der Durchlassplatte 170 ausgebildet und zum fluidmäßigen Verbinden der ersten Öffnung 118 des 3-2-Ventils 104 mit der Steuerungskammer 176 über einen (nicht gezeigten) Verbindungskanal angeordnet, der sich durch den Verlängerungsteil 106 erstreckt. Die erste Öffnung 184 ist über die Wirkung des 3-2-Ventils 104 zum Zuführen von Kraftstoff mit dem Zufuhrdruck zu der Steuerungskammer 176 angeordnet, wenn das 3-2-Ventil 104 deaktiviert ist und die erste Öffnung 118 mit der zweiten Öffnung 120 verbunden ist. Auf ähnliche Weise verbindet eine Aktivierung des 3-2-Ventils 104 die Steuerungskammer 176 fluidmäßig mit einem Rückführ- oder Ablaufdruck, durch fluidmäßiges Verbinden der ersten Öffnung 118 mit der dritten Öffnung 122 des 3-2-Ventils 104. Bei dieser Ausführungsform läuft Kraftstoff aus der Steuerungskammer 176 ab, wenn das 3-2-Ventil 104 aktiviert wird.A first or return pressure port or passage 184 is in the passage plate 170 formed and for fluidly connecting the first opening 118 of the 3-2 valve 104 with the control chamber 176 arranged over a connecting channel (not shown) extending through the extension part 106 extends. The first opening 184 is about the effect of the 3-2 valve 104 for supplying fuel with the supply pressure to the control chamber 176 arranged when the 3-2 valve 104 is disabled and the first opening 118 with the second opening 120 connected is. Similarly, activation of the 3-2 valve connects 104 the control chamber 176 fluidly with a return or discharge pressure, by fluidly connecting the first opening 118 with the third opening 122 of the 3-2 valve 104 , In this embodiment, fuel runs out of the control chamber 176 off when the 3-2 valve 104 is activated.

Während des Betriebs des Kraftstoffinjektors 100 wird Kraftstoff mit dem Zufuhrdruck, beispielsweise Drücke von 190 MPa oder mehr, zu der Nadelkammer 142 geleitet. Wenn das 3-2-Ventil 104 nicht aktiv ist, ist die Steuerungskammer 176 mit Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck gefüllt, der durch den zweiten Durchlass 180, den ersten Durchlass 184 und den Zwischenraum 182 zu der Steuerungskammer 176 weitergeleitet wird. In diesem Zustand spritzt der Kraftstoffinjektor 100 keinen Kraftstoff aus den Öffnungen 140, da die Nadel 150 zu der aufgesetzten oder geschlossenen Position getrieben wird. Eine Kompression der Feder 156 drückt die Nadel 150 in Richtung der geschlossenen Position, und ein Hydraulikdruck, der durch den Kraftstoff auf sowohl den Nadelsitzteil 152 als auch die Hydraulikschließfläche 178 der Nadel aufgebracht wird, ergibt eine Vorspannkraft zum Schließen der Nadel 150.During operation of the fuel injector 100 For example, fuel is supplied to the needle chamber at the supply pressure, for example, pressures of 190 MPa or more 142 directed. If the 3-2 valve 104 is not active, is the control chamber 176 filled with fuel at the feed pressure passing through the second passage 180 , the first passage 184 and the gap 182 to the control chamber 176 is forwarded. In this state, the fuel injector injects 100 no fuel from the openings 140 because the needle 150 is driven to the mounted or closed position. A compression of the spring 156 pushes the needle 150 toward the closed position, and hydraulic pressure applied by the fuel to both the needle seat portion 152 as well as the hydraulic closing surface 178 the needle is applied results in a biasing force for closing the needle 150 ,

Wenn das 3-2-Ventil aktiviert wird und der erste Durchlass 184 mit dem Rückführdruck verbunden ist, verringert sich der Druck im Inneren der Steuerungskammer 176 auf den Rückführ- oder Atmosphärendruck. Dieser Druckabfall in der Steuerungskammer 176 entfernt eine Komponente der Hydraulikdruckkraft, die auf die Schließhydraulikfläche 178 wirkt, was die Vorspannkraft an der Nadel 150 von einer Schließvorspannung in eine Öffnungsvorspannung umkehrt. Somit bewegt sich die Nadel 150 weg von ihrem Sitz, was bewirkt, dass durch die Öffnungen 140 Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck aus dem Injektor 100 austritt. Daher tritt das Entfernen der Nadel 150 von ihrem Sitz, das manchmal als ein Einspritzungseinleitungsvorgang bezeichnet wird, auf, wenn das 3-2-Ventil 104 aktiviert wird.When the 3-2 valve is activated and the first passage 184 connected to the return pressure, the pressure inside the control chamber decreases 176 to the recirculation or atmospheric pressure. This pressure drop in the control chamber 176 removes a component of the hydraulic pressure force acting on the closing hydraulic surface 178 affects what the preload force on the needle 150 reverses from a closing bias to an opening bias. Thus, the needle moves 150 away from her seat, which causes through the openings 140 Fuel on the supply pressure from the injector 100 exit. Therefore, the removal of the needle occurs 150 from its seat, which is sometimes referred to as an injection initiation process, when the 3-2 valve 104 is activated.

Der Druck in der Steuerungskammer 176 nach der Einleitung des Einspritzvorgangs wird unterhalb des Zufuhrdrucks aufrechterhalten, auch wenn über den zweiten Durchlass 180 und den Zwischenraum 182 Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck in die Steuerungskammer 176 eintreten kann. Das Aufrechterhalten des Drucks in der Steuerungskammer 176 unterhalb des Zufuhrdrucks wird durch geeignetes Dimensionieren des ersten Durchlasses 184 zum Bereitstellen eines größeren Durchströmungsquerschnitts als kombinierte Durchströmungsquerschnitte des zweiten Durchlasses 180 und des Zwischenraums 182 erreicht. Beispielsweise ist das Verhältnis zwischen dem Durchströmungsquerschnitt des ersten Durchlasses 184 und dem kombinierten Durchströmungsquerschnitt des zweiten Durchlasses 180 und des Zwischenraums 182 größer als 1 und kann zwischen etwa 1,01 und 1,50 liegen. Es ist offensichtlich, dass der Zwischenraum 182 einen vernachlässigbaren Beitrag zu dem Durchströmungsquerschnitt des zweiten Durchlasses 180 liefern kann. In solch einem Fall kann der Durchströmungsquerschnitt des Zwischenraums 182 verglichen mit den Durchströmungsquerschnitten des ersten Durchlasses 184 und des zweiten Durchlasses 180 als gleich Null oder vernachlässigbar betrachtet werden.The pressure in the control chamber 176 after initiation of the injection event is maintained below the supply pressure, even if via the second passage 180 and the gap 182 Fuel on the supply pressure in the control chamber 176 can occur. Maintaining the pressure in the control chamber 176 below the supply pressure is determined by appropriately dimensioning the first passage 184 for providing a larger flow cross section than combined flow cross sections of the second passage 180 and the gap 182 reached. For example, the ratio between the flow area of the first passage 184 and the combined flow area of the second passage 180 and the gap 182 greater than 1 and may be between about 1.01 and 1.50. It is obvious that the gap 182 a negligible contribution to the flow area of the second passage 180 can deliver. In such a case, the flow area of the gap 182 compared with the flow areas of the first passage 184 and the second passage 180 be considered equal to zero or negligible.

Wenn eine Beendigung des Einspritzvorgangs erwünscht ist, wird das 3-2-Ventil 104 über elektrische Steuerungssignale, die das Solenoid aberregen, deaktiviert. Dies verbindet wiederum den ersten Durchlass 184 mit dem Zufuhrdruck. Wenn der erste Durchlass 184 die Steuerungskammer 176 dem Zufuhrdruck aussetzt, erhöht sich der Druck im Inneren der Steuerungskammer 176 und stellt die Hydraulikdruckkraftkomponente, die an der Schließhydraulikfläche 178 wirkt, zum Treiben der Nadel 150 zu ihrer geschlossenen Position wieder her. Die relativ verringerten Durchströmungsquerschnitte der Durchlässe und des Zwischenraums, die ein Füllen der Steuerungskammer 176 bewirken, tragen zu einer Pufferwirkung bei, wenn die Nadel 150 geschlossen wird, und vermeiden so ein abruptes Aufsetzen oder Aufschlagen der Nadel 150 auf dem Nadelgehäuse 236.When termination of the injection event is desired, the 3-2 valve becomes 104 via electrical control signals that de-energize the solenoid. This again connects the first passage 184 with the supply pressure. If the first passage 184 the control chamber 176 subject to the supply pressure, the pressure inside the control chamber increases 176 and provides the hydraulic pressure force component that is at the closing hydraulic surface 178 acts to drive the needle 150 Restore to their closed position. The relatively reduced flow cross-sections of the passages and the gap filling the control chamber 176 contribute to a buffering effect when the needle 150 is closed, thus avoiding an abrupt placement or impact of the needle 150 on the needle housing 236 ,

Ein detaillierter Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Kraftstoffinjektors 200 ist in 3 gezeigt. Gleiche oder ähnliche Elemente der ersten und der zweiten Ausführungsform sind bezüglich der zweiten Ausführungsform mit Bezugsziffern bezeichnet, deren erste Stelle „2” ist, wobei die letzten beiden Stellen für jedes entsprechende Element der Einfachheit halber dieselben sind. Bei der zweiten Ausführungsform umgibt eine Kegelmutter 226 das Nadelgehäuse 236, die Nadel 250, den Führungsblock 262, eine zweite Platte 266 und eine erste Platte 270. Das Nadelgehäuse 236 umschließt eine Nadelkammer 242, die in Fluidverbindung mit einem Zufuhrdruckkanal 246 steht. Der Zufuhrdruckkanal ist fluidmäßig mit einem (nicht gezeigten) Reservoir verbunden, das Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck enthält, und über einen Längszufuhrdruckkanal 248, der sich durch den Verlängerungsteil 206 erstreckt, mit der (nicht gezeigten) zweiten Öffnung eines 3-2-Ventils. Eine Feder 256 und ein Haltering 258 befinden sich im Inneren der Federkammer 244 und bringen eine Schließfederkraft auf einen an der Nadel 250 ausgebildeten Vorsprung 260 auf.A detailed cross section of a second embodiment of a fuel injector 200 is in 3 shown. The same or similar elements of the first and second embodiments are referred to with respect to the second embodiment by reference numerals whose first digit is "2", the last two digits for each corresponding element being the same for the sake of simplicity. In the second embodiment, a conical nut surrounds 226 the needle housing 236 , the needle 250 , the leader block 262 , a second plate 266 and a first plate 270 , The needle housing 236 encloses a needle chamber 242 in fluid communication with a supply pressure channel 246 stands. The supply pressure passage is fluidly connected to a reservoir (not shown) containing fuel at the delivery pressure and via a longitudinal supply pressure passage 248 that goes through the extension part 206 extends, with the second opening (not shown) of a 3-2 valve. A feather 256 and a retaining ring 258 are inside the spring chamber 244 and bring a closing spring force on one at the needle 250 trained lead 260 on.

Der Betrieb des Injektors 200 ist ähnlich zu dem Betrieb des in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Injektors, insofern, als eine Steuerungskammer 276 zum Vorspannen von Kräften in einer Schließrichtung über der Nadel 250 arbeitet, wenn der Injektor 200 keinen Einspritzvorgang durchführt. Wenn eine Einspritzung erwünscht ist, wird ein erster Durchlass 284 fluidmäßig mit einem Rückführ- oder Atmosphärendruck verbunden, was einen Druckabfall in der Steuerungkammer 276 bewirkt. Der Druckabfall ändert die Hydraulikdruckkraftvorspannung, die an der Nadel 250 wirkt, was der Nadel ermöglicht, sich in einer Öffnungsrichtung zu bewegen. Nach einer Beendigung des Einspritzvorgangs wird in der Steuerungskammer 276 der Zufuhrdruck wiederhergestellt, was bewirkt, dass die Nadel 250 in eine Schließrichtung gedrückt wird.Operation of the injector 200 is similar to the operation of the injector described in connection with the first embodiment, in that as a control chamber 276 for biasing forces in a closing direction over the needle 250 works when the injector 200 does not carry out an injection process. If injection is desired, a first passage will be made 284 fluidly connected to a recirculation or atmospheric pressure, causing a pressure drop in the control chamber 276 causes. The pressure drop changes the hydraulic pressure bias on the needle 250 acts, which allows the needle to move in an opening direction. After completion of the injection process is in the control chamber 276 the to driving pressure restored, which causes the needle 250 is pressed in a closing direction.

Ein Unterschied im Hinblick auf den Aufbau des Injektors 200 der zweiten Ausführungsform und des Injektors 100 der ersten Ausführungsform besteht in dem Fehlen des zweiten Durchlasses, der in der ersten Ausführungsform (siehe 1 und 2) mit 180 bezeichnet ist, bei der ersten Platte 270 der zweiten Ausführungsform. Die erste Platte 270 enthält keinen Durchlass, der die Steuerungskammer 276 fluidmäßig direkt mit einer Zufuhrdruckquelle verbindet. Die erste Öffnung 284 verbindet die Steuerungskammer 276 intermittierend durch eine Betätigung des 3-2-Ventils mit dem in der Nadelkammer 242 vorliegenden Zufuhrdruck. Bei der zweiten Ausführungsform wird die Fluidverbindung der Steuerungskammer 276 mit dem Zufuhrdruck durch eine Leckage von Kraftstoff in die Steuerungskammer 276 über den Zwischenraum 282 zwischen der Nadel 250 und dem Führungsblock 262 und/oder die Abstandshalterplatte 266 erhalten.A difference in terms of the structure of the injector 200 the second embodiment and the injector 100 In the first embodiment, the absence of the second passage formed in the first embodiment (see FIG 1 and 2 ) With 180 is designated at the first plate 270 the second embodiment. The first plate 270 does not contain a passageway to the control chamber 276 fluidly connects directly to a supply pressure source. The first opening 284 connects the control chamber 276 intermittently by actuating the 3-2 valve with the one in the needle chamber 242 present supply pressure. In the second embodiment, the fluid connection of the control chamber 276 with the supply pressure due to a leakage of fuel into the control chamber 276 over the gap 282 between the needle 250 and the leader block 262 and / or the spacer plate 266 receive.

Ein detaillierter Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines Kraftstoffinjektors 300 ist in 4 gezeigt. Gleiche oder ähnliche Elemente der ersten, der zweiten und nun der dritten Ausführungsform sind im Hinblick auf die dritte Ausführungsform durch Bezugsziffern mit „3” als ihrer ersten Stelle bezeichnet, wobei die letzten beiden Stellen der Einfachheit halber für jeweils entsprechende Elemente dieselben sind. Bei der dritten Ausführungsform umgibt die Kegelmutter 326 das Nadelgehäuse 336, die Nadel 350, den Führungsblock 362, eine zweite Platte 366 und eine erste Platte 370. Das Nadelgehäuse 336 legt eine Nadelkammer 342 fest, die in Fluidverbindung mit einem (nicht gezeigten) Reservoir steht, das Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck enthält, und über einen Längszufuhrdruckkanal 348, der sich wie vorher beschrieben durch den Verlängerungsteil 306 erstreckt, mit der zweiten Öffnung eines (nicht gezeigten) 3-2-Ventils. Eine Feder 356 und ein Haltering 358 befinden sich im Inneren einer Federkammer 344 und bringen eine Schließfederkraft auf einen an der Nadel 350 ausgebildeten Vorsprung 360 auf.A detailed cross section of a third embodiment of a fuel injector 300 is in 4 shown. The same or similar elements of the first, second and now third embodiment are designated by reference numerals with "3" as their first location with respect to the third embodiment, the last two digits being the same for respective elements for the sake of simplicity. In the third embodiment, the conical nut surrounds 326 the needle housing 336 , the needle 350 , the leader block 362 , a second plate 366 and a first plate 370 , The needle housing 336 puts a needle chamber 342 which is in fluid communication with a reservoir (not shown) containing fuel at the delivery pressure and via a longitudinal supply pressure passage 348 , as previously described by the extension part 306 extends, with the second opening of a (not shown) 3-2 valve. A feather 356 and a retaining ring 358 are inside a spring chamber 344 and bring a closing spring force on one at the needle 350 trained lead 360 on.

Der Betrieb des Injektors 300 ist ähnlich zu dem Betrieb der Injektoren 100 und 200, die jeweils in Verbindung mit der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben wurden. Eine Steuerungskammer 376 arbeitet, um Kräfte auszugleichen, die eine Schließvorspannung über der Nadel 350 aufweisen, wenn der Injektor 300 nicht aktiviert ist. Wenn eine Einspritzung erwünscht ist, wird ein in der ersten Platte 370 ausgebildeter Steuerungsdurchlass oder ein erster Durchlass 384 zum Bewirken eines Druckabfalls in der Steuerungskammer 376 fluidmäßig mit einem Nieder- oder Rückführ- oder Ablaufdruck verbunden. Die Reduzierung des Drucks in der Steuerungskammer 376 kehrt die Vorspannkräfte um und ermöglicht eine Bewegung der Nadel 350 in einer Öffnungsrichtung. Wenn eine Beendigung der Einspritzung erwünscht ist, wird in der Steuerungskammer 376 der Zufuhrdruck wiederhergestellt. Der wiederhergestellte Zufuhrdruck wirkt zum Umkehren der Vorspannkräfte, die an der Nadel 350 wirken, derart, dass der Druck in der Steuerungskammer 376 die Schließhydraulikfläche 378 der Nadel 350 zu einer geschlossenen Position treibt.Operation of the injector 300 is similar to the operation of the injectors 100 and 200 , which have been described respectively in connection with the first and the second embodiment. A control chamber 376 works to balance forces that have a closing bias across the needle 350 exhibit when the injector 300 is not activated. If injection is desired, one in the first plate 370 trained control passage or a first passage 384 for causing a pressure drop in the control chamber 376 fluidly connected to a low or return or discharge pressure. The reduction of pressure in the control chamber 376 reverses the preload forces and allows movement of the needle 350 in an opening direction. If completion of the injection is desired, it will be in the control chamber 376 the supply pressure restored. The restored supply pressure acts to reverse the biasing forces applied to the needle 350 act, such that the pressure in the control chamber 376 the closing hydraulic surface 378 the needle 350 to a closed position.

Ein Unterschied bezüglich des Aufbaus des Injektors 300 der dritten Ausführungsform und des Aufbaus des Injektors der ersten Ausführungsform besteht darin, dass der zweite Durchlass 380, der ebenfalls als der Ausgleichsdurchlass bezeichnet wird, anstatt in der ersten Platte 370 in der zweiten Platte 366 ausgebildet ist. Der zweite Durchlass 380 verbindet die Steuerungskammer 376 fluidmäßig mit Kraftstoff auf dem Zufuhrdruck in dem Kanal 346. Die erste Platte 370 weist keinen Durchlass auf, der die Steuerungskammer 376 fluidmäßig mit der Nadelkammer 342 verbindet. Stattdessen verbindet der an der zweiten Platte 366 ausgebildete erste Durchlass 384 durch das (hier nicht gezeigte) 3-2-Ventil die Steuerungskammer 376 intermittierend mit dem Zufuhrdruck. Wie bei der ersten Ausführungsform wird die Verbindung der Steuerungskammer 376 mit der Nadelkammer 342 teilweise durch eine Leckage von Kraftstoff in die Steuerungskammer 376 über den Zwischenraum 382 zwischen der Nadel 350 und dem Führungsblock 362 und teilweise durch den zweiten Durchlass 380 erzielt. Es ist offensichtlich, dass bei dieser Ausführungsform der Durchströmungsquerschnitt des Zwischenraums 382, der manchmal auch als die Düsenrückleckage bezeichnet wird, etwa gleich Null oder vernachlässigbar sein kann. Wie hierin verwendet, kann vernachlässigbar bedeuten, dass der Durchströmungsquerschnitt des Zwischenraums 380 sehr klein ist oder verglichen mit dem Durchströmungsquerschnitt des zweiten Durchlasses 380 weniger als etwa 15% beträgt.A difference in the structure of the injector 300 According to the third embodiment and the structure of the injector of the first embodiment, the second passage 380 , which is also referred to as the equalizing passage, instead of in the first plate 370 in the second plate 366 is trained. The second passage 380 connects the control chamber 376 fluidly with fuel at the supply pressure in the channel 346 , The first plate 370 has no passage to the control chamber 376 fluidly with the needle chamber 342 combines. Instead it connects to the second plate 366 trained first passage 384 by the (not shown here) 3-2 valve the control chamber 376 intermittently with the supply pressure. As in the first embodiment, the connection of the control chamber 376 with the needle chamber 342 partly due to leakage of fuel into the control chamber 376 over the gap 382 between the needle 350 and the leader block 362 and partly through the second passage 380 achieved. It is obvious that in this embodiment, the flow cross-section of the gap 382 sometimes referred to as the nozzle back-leakage, may be about zero or negligible. As used herein, negligible may mean that the flow area of the gap 380 is very small or compared with the flow area of the second passage 380 less than about 15%.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability

Die vorliegende Offenbarung ist auf Kraftstoffinjektoren zur Verwendung mit Motoren mit innerer Verbrennung anwendbar. Die hierin offenbarten Kraftstoffinjektoren enthalten Nadelventile, die den Zeitpunkt und die Rate einer Kraftstoffeinspritzung in den Motor steuern. Die Bewegung und die Beschleunigung der Nadel während Einspritzeinleitungs- und -beendigungsvorgängen hängt zumindest teilweise von dem Kraftstoffstrom in die und aus der Steuerungskammer während eines Betriebs ab. Diese Bewegung von Fluid hängt von den jeweiligen Durchströmungsquerschnitten des bzw. der in den verschiedenen Platten ausgebildeten Durchlasses bzw. Durchlässe und des Zwischenraums zwischen der Nadel und der Führung ab, die die Steuerungskammer mit Fluidquellen auf dem Zufuhrdruck und mit verschiedenen Öffnungen des 3-2-Ventils verbinden. Genauer erfolgt der in die Steuerungskammer eintretende und aus derselben austretende Fluidstrom bei den drei Ausführungsformen durch den zweiten Durchlass 180 oder 380, sofern vorhanden, den Zwischenraum 182, 282 oder 382 und den ersten Durchlass 184, 284 und 384. Die Leistungsfähigkeit des Injektors kann von dem Verhältnis zwischen dem Durchströmungsquerschnitt der ersten Öffnung zu der Summe der Durchströmungsquerschnitte des Zwischenraums zwischen der Nadel und der Führung und dem zweiten Durchlass abhängen, sofern dieser vorhanden ist. Wenn zugelassen wird, dass sich dieses Verhältnis als eine Folge von Abmessungstoleranzen ändert, die bei typischen Herstellungsprozessen auftreten, kann die Variation der Leistungsfähigkeit von Injektoren innerhalb einer Probenpopulation fast 10% ausmachen, oder alternativ bis zu 2 Kubikmillimeter Kraftstoff pro Einspritzvorgang bei einem Zufuhrdruck von etwa 190 MPa. Demzufolge ist eine genauere Abmessungssteuerung bestimmter Abmessungen erwünscht, die die typischen Möglichkeiten von Herstellern übersteigt, solche strengeren Toleranzen führen jedoch typischerweise zu einem erhöhten Aufwand und einem erhöhten Ausschussanteil in dem Herstellungsprozess.The present disclosure is applicable to fuel injectors for use with internal combustion engines. The fuel injectors disclosed herein include needle valves that control the timing and rate of fuel injection into the engine. The movement and acceleration of the needle during injection initiation and termination operations depends, at least in part, on the flow of fuel into and out of the control chamber during operation. This movement of fluid depends on the respective flow cross-sections of the orifices formed in the various plates and the clearance between the needle and the guide, which controls the control chamber with fluid sources at the supply pressure and connect different openings of the 3-2 valve. More specifically, the flow of fluid entering and exiting the control chamber occurs through the second passage in the three embodiments 180 or 380 , if available, the gap 182 . 282 or 382 and the first passage 184 . 284 and 384 , The efficiency of the injector may depend on the ratio between the flow area of the first opening to the sum of the flow areas of the space between the needle and the guide and the second passage, if any. If this ratio is allowed to change as a result of dimensional tolerances that occur in typical manufacturing processes, the variation in injector performance within a sample population may account for almost 10%, or alternatively, up to 2 cubic millimeters of fuel per injection at a feed pressure of about 190 MPa. As a result, more precise dimensional control of certain dimensions is desired that exceeds the typical capabilities of manufacturers, but such more stringent tolerances typically result in increased expense and increased rejects in the manufacturing process.

Der Herstellungsprozess eines Kraftstoffinjektors kann vorteilhafterweise dahingehend verbessert werden, dass er eine oder mehrere Strömungsratenuntersuchungen einzelner Bauteile beinhaltet, die den jeweiligen Injektor bilden, zum Ermitteln ihrer jeweiligen Durchströmungsquerschnitte und entsprechenden Klassifizieren jedes Bauteils. Die klassifizierten Bauteile können dann einzeln ausgewählt und mit anderen darauf abgestimmten Bauteilen kombiniert oder abgestimmt werden. Die resultierende Kombination von Bauteilen wird nach einer Montage die gewünschten Durchströmungsquerschnittsverhältnisse der fertiggestellten Injektoranordnung erzielen. Die Strömungsuntersuchung von Injektorbauteilen kann weiter durch Aufnehmen der verschiedenen Durchlässe und/oder Zwischenräume in Injektorbauteile erleichtert werden, die flache Oberflächen aufweisen, zum Ermöglichen eines Abdichtens um jeden Durchlass, während die Strömungsuntersuchung durchgeführt wird.Of the Manufacturing process of a fuel injector can advantageously be improved so that it one or more flow rate studies individual components that make up the respective injector, for determining their respective flow cross sections and corresponding Classify each component. The classified components can then individually selected and combined or matched with other matching components become. The resulting combination of components becomes one Assembly the desired Flow area ratios achieve the finished Injektoranordnung. The flow investigation injector components can continue by picking up the various passages and / or spaces be facilitated in injector components having flat surfaces, to enable sealing around each passage while the flow analysis carried out becomes.

Ein Flussdiagramm für ein Montageverfahren für einen Injektor mit einem bekannten Verhältnis von Durchströmungsquerschnitten, die mit einer Steuerungskammer des Injektors in Verbindung stehen, ist in 5 gezeigt. Wenngleich der Herstellungsprozess für einen Kraftstoffinjektor zahlreiche Prozesse beinhaltet, sind hierin der Einfachheit halber die Prozesse dargestellt, die die Verbesserung eines typischen Herstellungsprozesses betreffen, einschließlich einer Strömungsuntersuchung von Bauteilen. Das hierin beschriebene Verfahren ist zur Veranschaulichung anhand eines Beispiels in Bezug auf die dritte Ausführungsform eines Kraftstoffinjektors beschrieben, es ist jedoch offensichtlich, dass das Verfahren auf Injektoren gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform oder Äquivalente derselben anwendbar ist.A flowchart for an assembly method for an injector with a known ratio of flow cross-sections communicating with a control chamber of the injector is shown in FIG 5 shown. Although the manufacturing process for a fuel injector involves numerous processes, for the sake of simplicity, the processes related to the improvement of a typical manufacturing process, including flow testing of components, are illustrated herein. The method described herein is illustratively described by way of example with reference to the third embodiment of a fuel injector, however, it will be understood that the method is applicable to injectors according to the first and second embodiments or equivalents thereof.

Ein Teil des Montageprozesses für einen Kraftstoffinjektor beinhaltet die Herstellung einer zweiten Platte mit einem zweiten darin ausgebildeten Durchlass, beispielsweise der zweiten Platte 366, die den darin ausgebildeten zweiten Durchlass 380 aufweist. Die zweite Platte wird über eine geeignete Montagevorrichtung mit einer Strömungsuntersuchungsmaschine verbunden, die dazu in der Lage ist, zum Messen eines äquivalenten Durchströmungsquerschnitts des zweiten Durchlasses in Schritt 502 ein Fluid mit einem vorbestimmten Druck durch den Durchlass strömen zu lassen. In Schritt 504 wird das Strömungsuntersuchungsgerät zum Ermitteln des Durchströmungsquerschnitts des zweiten Durchlasses verwendet. Nach der Strömungsuntersuchung und abhängig von der Messung des Durchströmungsquerschnitts des Durchströmungsdurchlasses kann die zweite Platte in Schritt 506 basierend auf dem Durchströmungsquerschnitt der zweiten Öffnung klassifiziert werden.Part of the assembly process for a fuel injector involves the production of a second plate having a second passage formed therein, for example the second plate 366 having the second passage formed therein 380 having. The second plate is connected via a suitable mounting device to a flow inspection machine capable of measuring an equivalent flow area of the second passage in step 502 to flow a fluid at a predetermined pressure through the passage. In step 504 For example, the flow inspection apparatus is used to determine the flow area of the second passage. After the flow test and depending on the measurement of the flow cross-section of the flow passage, the second plate in step 506 be classified based on the flow area of the second opening.

Auf ähnliche Weise kann eine erste Platte hergestellt werden, die einen darin ausgebildeten ersten Durchlass aufweiset, beispielsweise die erste Platte 370, die den darin ausgebildeten ersten Durchlass 384 aufweist, wie unter Bezugnahme auf die dritte Ausführungsform beschrieben wurde. Die erste Platte kann in Schritt 508 über eine Montagevorrichtung mit einer Strömungsuntersuchungsmaschine verbunden werden. Die Strömungsuntersuchungsmaschine kann zum Ermitteln des Durchströmungsquerschnitts des ersten Durchlasses in Schritt 510 und Klassifizieren der ersten Platte basierend auf dem Durchströmungsquerschnitt des ersten Durchlasses in Schritt 512 arbeiten.Similarly, a first plate may be made having a first passage formed therein, for example, the first plate 370 having the first passage formed therein 384 as described with reference to the third embodiment. The first plate can in step 508 be connected via a mounting device with a flow investigation machine. The flow inspection machine may be used to determine the flow area of the first passage in step 510 and classifying the first plate based on the flow area of the first passage in step 512 work.

Auf ähnliche Weise kann eine Nadel teilweise in eine in einem Führungsblock ausgebildete Öffnung eingebaut werden, zum Erhalten einer Baugruppe mit einer Nadel und einer Führung. Die Nadel kann beispielsweise die Nadel 350 sein, und der Führungsblock kann die Führung 362 sein, die in Bezug auf die dritte Ausführungsform beschrieben wurden. Die Baugruppe mit der Nadel und der Führung kann in Schritt 514 auf geeignete Weise an einem Strömungsuntersuchungsgerät angebracht werden, das dazu in der Lage ist, eine Druckdifferenz über einem Zwischenraum zwischen der Nadel und der Führungsöffnung zu erzeugen, derart, dass ein äquivalenter Durchströmungsquerschnitt zwischen denselben berechnet werden kann. Das Strömungsuntersuchungsgerät kann dazu in Betrieb sein, in Schritt 516 den äquivalenten Durchströmungsquerschnitt durch den Zwischenraum zu ermitteln und in Schritt 518 basierend auf dem berechneten Durchströmungsquerschnitt die Baugruppe mit der Nadel und der Führung zu klassifizieren. Es ist offensichtlich, dass ähnliche Prozesse zur Berechnung der Durchströmungsquerschnitte anderer Bauteile ausgeführt werden können, die sich potenziell auf die Leistungsfähigkeit des Injektors auswirken können. Auf ähnliche Weise können, wenn es angebracht ist, weniger Bauteile untersucht werden.Similarly, a needle may be partially incorporated into an opening formed in a guide block to obtain a package with a needle and guide. For example, the needle can be the needle 350 be, and the leader block can be the lead 362 be described with respect to the third embodiment. The assembly with the needle and the guide can in step 514 be suitably attached to a flow inspection apparatus capable of producing a pressure differential across a gap between the needle and the guide opening such that an equivalent flow area therebetween can be calculated. The flow examiner may be operative to do so in step 516 the equivalent flow area through to determine the gap and in step 518 to classify the assembly with the needle and the guide based on the calculated flow area. It is obvious that similar processes can be carried out to calculate the flow cross-sections of other components which can potentially affect the performance of the injector. Similarly, fewer components may be examined as appropriate.

Nachdem alle erforderlichen Bauteile in Bezug auf ihre Durchströmung untersucht und klassifiziert wurden, können in Schritt 520 Gruppen von Bauteilen zum Bilden von Gruppen oder Sätzen von Bauteilen für eine Montage eines Kraftstoffinjektors ausgewählt werden. Jede aufeinander abgestimmte Gruppe von Bauteilen kann derart ausgewählt werden, dass das Verhältnis des Durchströmungsquerschnitts des ersten Durchlasses, wie es bei der entsprechenden Strömungsuntersuchung gemessen wurde, mit dem Durchströmungsquerschnitt oder den Durchströmungsquerschnitten des zweiten Durchlasses und/oder der Zwischenraumfläche in der Baugruppe mit der Nadel und der Führung abgestimmt ist. Vorteilhafterweise können die ausgewählten abgestimmten Gruppen von Bauteilen durch Auswählen von Bauteilen, die vorher gemäß ihrer entsprechenden Durchströmungsquerschnitte klassifiziert wurden, ein bekanntes und gesteuertes Verhältnis aufweisen, derart, dass ein gewünschtes Durchströmungsquerschnittsverhältnis ausgewählt werden kann. Jede aufeinander abgestimmte Gruppe wird zur Montage eines Kraftstoffinjektors in Schritt 522 verwendet, und der Prozess wird wiederholt. Es ist offensichtlich, dass die verschiedenen hierin aufgeführten Schritte beispielhaft sind und während mehr als einem Herstellungsschritt durchgeführt werden können. Beispielsweise können die erste und die zweite Platte jeweils vor Ort bei einem Zulieferer zur Klassifizierung in Bezug auf ihr Strömungsverhalten untersucht werden, bevor sie zu der Injektorfertigungseinrichtung geliefert werden. Außerdem können die verschiedenen Klassifizierungen für jedes Bauteil oder jeden Aufbau basierend auf akzeptablen Toleranzen für das resultierende Verhältnis durchgeführt werden, das bei der abschließenden Injektormontage angestrebt wird.After all the required components have been investigated and classified in terms of their flow, in step 520 Groups of components for forming groups or sets of components for mounting a fuel injector can be selected. Each matched group of components may be selected such that the ratio of the flow area of the first passage as measured in the corresponding flow analysis to the flow area or flow areas of the second passage and / or the clearance area in the assembly with the needle and the leadership is tuned. Advantageously, by selecting components previously classified according to their respective flow cross-sections, the selected matched groups of components may have a known and controlled ratio such that a desired flow area ratio can be selected. Each matched group becomes the assembly of a fuel injector in step 522 used and the process is repeated. It will be understood that the various steps listed herein are exemplary and may be performed during more than one manufacturing step. For example, the first and second plates may each be inspected locally by a supplier for classification as to their flow behavior before being delivered to the injector manufacturing facility. In addition, the various classifications for each component or assembly may be made based on acceptable tolerances for the resulting ratio sought in the final injector assembly.

Es ist offensichtlich, dass die vorangegangene Beschreibung Beispiele für das offenbarte System und das offenbarte Verfahren liefert. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass sich andere Implementierungen der Offenbarung im Detail von dem vorangegangenen Beispiel unterscheiden können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder Beispiele derselben sollen auf das bestimmte Beispiel, das an der entsprechenden Stelle erörtert wird, Bezug nehmen und sollen keinerlei Begrenzung bezüglich des Schutzbereichs der Offenbarung im Allgemeinen angeben. Alle Ausdrücke zur Unterscheidung und Abwertung im Hinblick auf bestimmte Merkmale sollen das Fehlen einer Bevorzugung dieser Merkmale anzeigen, diese jedoch nicht vollständig aus dem Schutzbereich der Offenbarung ausschließen, sofern nichts anderweitiges angegeben ist.It it is obvious that the preceding description is examples for the disclosed system and method disclosed. It is, however, too It is conceivable that other implementations of the disclosure in detail from the previous example. All references to the revelation or examples thereof are intended to be specific Example that is discussed at the appropriate place, refer and should not be limited of the scope of the disclosure in general. All expressions for distinction and devaluation with regard to certain characteristics should indicate the lack of preference of these features, these but not completely exclude from the scope of the disclosure, unless otherwise stated is specified.

Die Angabe von Wertebereichen soll hierin lediglich als eine Kurzschreibweise zur separaten Bezugnahme auf jeden einzelnen Wert dienen, der in den Bereich fällt, sofern hierin nichts anderes angegeben ist, und jeder einzelne Wert ist in die Beschreibung aufgenommen, als ob er hierin einzeln aufgeführt wäre. Alle hierin beschriebenen Verfahren können auf eine beliebige geeignete Weise durchgeführt werden, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Zusammenhang eindeutig etwas anderes besagt.The Specifying ranges of values is intended herein merely as a shorthand notation to serve as a separate reference to each and every one of the values in the Area falls, unless otherwise stated herein, and each individual value is included in the description as if it were detailed herein. All can be described herein be performed in any suitable manner, except as provided herein otherwise, or the context clearly indicates otherwise.

Demzufolge enthält diese Offenbarung im Rahmen des gesetzlich Erlaubten alle Modifikationen und Äquivalente des in den hieran angehängten Ansprüchen aufgeführten Gegenstands. Außerdem ist eine beliebige Kombination der vorher beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen derselben in der Offenbarung umfasst, sofern hierin nichts anderweitiges angegeben ist oder der Zusammenhang eindeutig etwas anderes besagt.As a result, contains this disclosure within the limits of the law permits all modifications and equivalents of the attached in the attached claims listed Object. Furthermore is any combination of the previously described elements in all possible Variations thereof include in the disclosure, insofar as herein nothing else is stated or the context is unique says something else.

ZusammenfassungSummary

KRAFTSTOFFINJEKTOR UND MONTAGEVERFAHREN DAFÜRFUEL INJECTOR AND ASSEMBLY METHOD FOR THIS

Ein Kraftstoffinjektor (200) und ein Montageverfahren beinhaltet eine Ermittlung verschiedener Durchströmungsquerschnitte durch Zwischenräume (282) oder Öffnungen, die in verschiedenen Bauteilen des Injektors (200) ausgebildet sind. Nachdem die verschiedenen Durchströmungsquerschnitte ermittelt wurden, können die verschiedenen Bauteile entsprechend ihrer Durchströmungsquerschnitte derart klassifiziert werden, dass Gruppen von Bauteilen ausgewählt werden können, die gewünschte Durchströmungsquerschnittseigenschaften für die Montage des Kraftstoffinjektors (200) aufweisen.A fuel injector ( 200 ) and an assembly method involves a determination of different flow cross-sections through spaces ( 282 ) or openings in different components of the injector ( 200 ) are formed. After the various flow cross-sections have been determined, the various components can be classified according to their flow cross-sections such that groups of components can be selected which have the desired flow cross-sectional properties for the assembly of the fuel injector ( 200 ) exhibit.

Claims

Method for assembling a fuel injector ( 200 ), comprising the following steps: determining a gap cross-section of a gap ( 282 ) between a needle ( 250 ) and a needle guide ( 262 ) is arranged in an assembly, determining a passage flow cross-section of a plate ( 270 ) having a passage formed therein ( 284 ), tuning the assembly to the disk ( 270 ) to obtain a matched group of components, such that a ratio of the flow cross-section of the intermediate space ( 282 ) of the assembly and the flow cross-section of the passage ( 284 ) of the plate ( 270 ) is within a predetermined range, and assembling the fuel injector ( 200 ), the assembly and the plate ( 270 ) belonging to the matched group.

The method of claim 1, further comprising: determining the flow area of an additional passage (FIG. 380 ) by examining the flow behavior of an additional plate ( 366 ) having an additional passage formed therein ( 380 ) classifying the additional plate ( 366 ) based on the flow area of the additional passage ( 380 ), wherein the matched group of components further comprises the additional plate ( 366 ), and wherein the ratio of the flow cross-section of the passage ( 384 ) to a sum of the space flow cross section ( 382 ) and the flow cross-section of the additional passage ( 380 ) is within the predetermined range.

The method of claim 1, further comprising: classifying the assembly based on the flow area of the space (FIG. 282 ), Classifying the plate ( 270 ) based on the flow cross-section of the passage ( 284 ), whereby the tuning of the assembly with the plate ( 270 ) based on the classifications.

Method according to Claim 1, in which the plate ( 170 ) an additional passage formed therein ( 180 ), the method further comprising determining a flow area of the additional passage ( 180 ), wherein the matched group of components has a ratio of the flow cross section of the passage ( 184 ) to a sum of the flow area of the space ( 182 ) and the flow cross-section of the additional passage ( 180 ) which is within a predetermined range.

The method of claim 1 or 4, wherein the predetermined Range is between 1.01 and 1.50.

A method according to claim 2 or 4, wherein the space flow area ( 382 ) compared with the flow cross-section of the passage ( 384 ) and the flow cross-section of the additional passage ( 380 ) is negligible.

The method of claim 2, further comprising: determining a plurality of flow cross-sections of additional passages ( 380 ), wherein each flow cross-section of an additional passage ( 380 ) within one of a plurality of openings of the additional passages ( 380 ), each in several additional disks ( 366 ), classifying each of the plurality of additional disks ( 366 ) based on the respectively determined throughflow cross section of the additional opening ( 380 ) thereof, the matched group further comprising a selected additional plate ( 366 ) of the several additional disks ( 366 ) contains.